The Ras/Rac1/Cdc42/SEK/JNK/c-Jun Cascade Is a Key Pathway by Which Agonists Stimulate DNA Synthesis in Primary Cultures of Rat Hepatocytes

The ability of signaling via the JNK (c-Jun NH2-terminal kinase)/stress-activated protein kinase cascade to stimulate or inhibit DNA synthesis in primary cultures of adult rat hepatocytes was examined. Treatment of hepatocytes with media containing hyperosmotic glucose (75 mM final), tumor necrosis factor α (TNFα, 1 ng/ml final), and hepatocyte growth factor (HGF, 1 ng/ml final) caused activation of JNK1. Glucose, TNFα, or HGF treatments increased phosphorylation of c-Jun at serine 63 in the transactivation domain and stimulated hepatocyte DNA synthesis. Infection of hepatocytes with poly-l-lysine–coated adenoviruses coupled to constructs to express either dominant negatives Ras N17, Rac1 N17, Cdc42 N17, SEK1−, or JNK1− blunted the abilities of glucose, TNFα, or HGF to increase JNK1 activity, to increase phosphorylation of c-Jun at serine 63, and to stimulate DNA synthesis. Furthermore, infection of hepatocytes by a recombinant adenovirus expressing a dominant-negative c-Jun mutant (TAM67) also blunted the abilities of glucose, TNFα, and HGF to stimulate DNA synthesis. These data demonstrate that multiple agonists stimulate DNA synthesis in primary cultures of hepatocytes via a Ras/Rac1/Cdc42/SEK/JNK/c-Jun pathway. Glucose and HGF treatments reduced glycogen synthase kinase 3 (GSK3) activity and increased c-Jun DNA binding. Co-infection of hepatocytes with recombinant adenoviruses to express dominant- negative forms of PI3 kinase (p110α/p110γ) increased basal GSK3 activity, blocked the abilities of glucose and HGF treatments to inhibit GSK3 activity, and reduced basal c-Jun DNA binding. However, expression of dominant-negative PI3 kinase (p110α/p110γ) neither significantly blunted the abilities of glucose and HGF treatments to increase c-Jun DNA binding, nor inhibited the ability of these agonists to stimulate DNA synthesis. These data suggest that signaling by the JNK/stress-activated protein kinase cascade, rather than by the PI3 kinase cascade, plays the pivotal role in the ability of agonists to stimulate DNA synthesis in primary cultures of rat hepatocytes.

American type culture collection. Catalogue of cultures, 1928.

Mode of access: Internet.

American type culture collection. Catalogue of cultures, 1927.

Mode of access: Internet.

Properties of a unique mutant of Helicoverpa armigera single-nucleocapsid nucleopolyhedrovirus that exhibits a partial many polyhedra and few polyhedra phenotype on extended serial passaging in suspension cell cultures

Serial passaging of wild-type Helicoverpa armigera, single-nucleocapsid (HaSNPV) in H. zea (HzAMI) illsect Cell Cultures results ill rapid selection for the few polyhedra (FP) phenotype. A unique HaSNPV mutant (ppC19) was isolated through plaque purification that exhibited a partial many polyhedra (MP) and FP phenotype. Oil serial passaging in suspension cell cultures, ppC19 produced fivefold more polyhedra than a typical FP mutant (FP8AS) but threefold less polyhedra than the wild-type virus. Most importantly, the polyhedra of ppC19 exhibited MP-like virion occlusion. Furthermore, ppC19 produced the same amount of budded virus (BV) as the FP mutant, which was fivefold higher than that of the wild-type virus. This selective advantage was likely to explain its relative stability in polyhedra production for six passages when compared with the wild-type Virus. However, subsequent passaging of ppC19 resulted in a steel) decline in both BV and polyhedra yields, which was also experienced by FP8AS and the wild-type virus Lit high passage numbers. Genomic deoxyribonueleic Licid profiling of the latter suggested that defective interfering particles (DIPS) were implicated in this phenomenon and represented another Undesirable mutation during serial passaging of HaSNPV Hence, a strategy to isolate HaSNPV Clones that exhibited MP-like polyhedra production but FP-like BV production, coupled with low multiplicities of infection during scale-up to avoid accumulation of DIPS, could prove commerically invaluable.

Quantitative analysis of MC1R gene expression in human skin cell cultures

To address the issue of melanocortin-1 receptor (MC1R) expression in non-melanocytic cells, we have quantitatively evaluated the relative expression levels of both MC1R mRNA and protein in a subset of different cell types. Using semi-quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) at high cycle numbers, we detected MC1R mRNA in all cell types examined, including human embryonic kidney-293 (HEK 293) cells, a cell type widely used as a negative control in melanocortin expression studies. Quantitative real-time PCR revealed the highest levels of MC1R transcripts were in melanocytic cells, whereas the keratinocyte and fibroblast cell cultures examined had only a low level of expression, similar to that of HEK 293 cells. Antibody mediated detection of MC1R protein in membrane extracts demonstrated exogenous receptor in MC1R transfected cell lines, as well as endogenous MC1R in melanoma cells. However, radioligand binding procedures were required to detect MC1R protein of normal human melanocytes and no surface expression of MC1R was detected in any of the non-melanocytic cells examined. This was consistent with their low level of mRNA, and suggests that, if present, the levels of surface receptor are significantly lower than that in melanocytes. The capacity of such limited levels of MC1R protein to influence non-melanocytic skin cell biology would likely be severely compromised. Indeed, the MC1R agonist [NIe(4), D-Phe(7)] alpha-melanocyte stimulating hormone (NDP-MSH) was unable to elevate intracellular cyclic adenosine monophosphate (cAMP) levels in the keratinocyte and fibroblast cells examined, whereas a robust increase was elicited in melanocytes. Although there are a variety of cell types with detectable MC1R mRNA, the expression of physiologically significant levels of the receptor may be more restricted than the current literature indicates, and within epidermal tissue may be limited to the melanocyte

Functional recombinant protein is present in the pre-induction phases of Pichia pastoris cultures when grown in bioreactors, but not shake-flasks

Background - Pichia pastoris is a widely-used host for recombinant protein production; expression is typically driven by methanol-inducible alcohol oxidase (AOX) promoters. Recently this system has become an important source of recombinant G protein-coupled receptors (GPCRs) for structural biology and drug discovery. The influence of diverse culture parameters (such as pH, dissolved oxygen concentration, medium composition, antifoam concentration and culture temperature) on productivity has been investigated for a wide range of recombinant proteins in P. pastoris. In contrast, the impact of the pre-induction phases on yield has not been as closely studied. In this study, we examined the pre-induction phases of P. pastoris bioreactor cultivations producing three different recombinant proteins: the GPCR, human A2a adenosine receptor (hA2aR), green fluorescent protein (GFP) and human calcitonin gene-related peptide receptor component protein (as a GFP fusion protein; hCGRP-RCP-GFP). Results - Functional hA2aR was detected in the pre-induction phases of a 1 L bioreactor cultivation of glycerol-grown P. pastoris. In a separate experiment, a glycerol-grown P. pastoris strain secreted soluble GFP prior to methanol addition. When glucose, which has been shown to repress AOX expression, was the pre-induction carbon source, hA2aR and GFP were still produced in the pre-induction phases. Both hA2aR and GFP were also produced in methanol-free cultivations; functional protein yields were maintained or increased after depletion of the carbon source. Analysis of the pre-induction phases of 10 L pilot scale cultivations also demonstrated that pre-induction yields were at least maintained after methanol induction, even in the presence of cytotoxic concentrations of methanol. Additional bioreactor data for hCGRP-RCP-GFP and shake-flask data for GFP, horseradish peroxidase (HRP), the human tetraspanins hCD81 and CD82, and the tight-junction protein human claudin-1, demonstrated that bioreactor but not shake flask cultivations exhibit recombinant protein production in the pre-induction phases of P. pastoris cultures. Conclusions - The production of recombinant hA2aR, GFP and hCGRP-RCP-GFP can be detected in bioreactor cultivations prior to methanol induction, while this is not the case for shake-flask cultivations of GFP, HRP, hCD81, hCD82 and human claudin-1. This confirms earlier suggestions of leaky expression from AOX promoters, which we report here for both glycerol- and glucose-grown cells in bioreactor cultivations. These findings suggest that the productivity of AOX-dependent bioprocesses is not solely dependent on induction by methanol. We conclude that in order to maximize total yields, pre-induction phase cultivation conditions should be optimized, and that increased specific productivity may result in decreased biomass yields.

Generation of Paramoeba perurans clonal cultures using flow cytometry and confirmation of virulence

Peer reviewed

Large scale laboratory cultures of Ankistrodesmus gracilis (Reisch) Korsikov (Chlorophyta) and Diaphanosoma biergei Korinek, 1981 (Cladocera)

O objetivo deste trabalho foi avaliar o cultivo em larga escala de Ankistrodesmus gracilis e Diaphanososma birgei em laboratório através do estudo da biologia das espécies, composição bioquímica e custo operacional de produção. A. gracilis apresentou um crescimento exponencial até o sexto dia, ao redor de 144 x 10(4) células mL-1. Logo em seguida, sofreu um brusco decréscimo apresentando 90 x 10(4) células mL-1 (oitavo dia). A partir do décimo primeiro dia, as células algais tenderam a crescer novamente, apresentando um máximo de 135 x 10(4) células mL-1 no 17º dia. No cultivo de D. birgei, foi observado o primeiro pico de crescimento no nono dia com 140 x 10² indivíduos L-1, aumentando novamente a partir do décimo segundo dia. A alga clorofícea A. gracilis e o zooplâncton D. birgei possuem aproximadamente 50 e 70% de proteína (PS), respectivamente, com teor de carboidrato acima de 5%. A eletricidade e mão de obra foram os itens mais dispendiosos e, de acordo com os dados obtidos, a temperatura, nutrientes, disponibilidade de luz e manejo do cultivo, foram fatores determinantes sobre a produtividade. Os resultados indicam que o meio NPK (20-5-20) pode ser utilizado diretamente como uma alternativa de cultivo em larga escala, considerando o baixo custo de produção, promovendo adequado crescimento e valor nutricional para A. gracilis e D. birgei.

Études de la réponse du métabolisme énergétique à la carence en fer dans les cultures cellulaires de Solanum tuberosum

Le fer est un micronutriment important pour la croissance et le développement des plantes. Il agit comme cofacteur pour plusieurs enzymes et il est important pour des processus tels que la photosynthèse et la respiration. Souvent, le Fe dans le sol n’est pas bio-disponible pour la plante. Les plantes ont développé des stratégies pour solubiliser le Fe du sol pour le rendre disponible et assimilable pour elles. Il y a deux stratégies, la première est caractéristique des dicotylédones et la seconde est caractéristique des monocotylédones. Le modèle utilisé dans cette étude est une culture cellulaire de Solanum tuberosum. Une partie de la recherche effectuée a permis la mesure d’activité et d’expression relative de certaines enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique et la fourniture de précurseurs pour la synthèse d’ADN : la Nucléoside diphosphate kinase, la Ribonucléotide reductase, la Glucose 6-phosphate déshydrogénase et la 6-Phosphogluconate déshydrogénase dans les cellules en présence ou en absence de Fe. Chez certains organismes, la déficience en Fe est associée à une perte de croissance qui est souvent liée à une diminution de la synthèse d’ADN. Chez les cultures de cellules de S. tuberosum, les résultats indiquent que la différence de biomasse observée entre les traitements n’est pas due à une variation de l’activité ou l’expression relative d’une de ces enzymes. En effet, aucune variation significative n’a été détectée entre les traitements (+/- Fe) pour l’activité ni l’expression relative de ces enzymes. Une autre partie de la recherche a permis d’évaluer l’activité des voies métaboliques impliquées dans la stratégie 1 utilisée par S. tuberosum. Cette stratégie consomme des métabolites énergétiques: de l’ATP pour solubiliser le Fe et du pouvoir réducteur (NAD(P)H), pour réduire le Fe3+ en Fe2+. Des études de flux métaboliques ont été faites afin d’étudier les remaniements du métabolisme carboné en déficience en Fe chez S. tuberosum. Ces études ont démontré une baisse du régime dans les différentes voies du métabolisme énergétique dans les cellules déficientes en Fe, notamment dans le flux glycolytique et le flux de C à travers la phosphoenolpyruvate carboxylase. En déficience de Fe il y aurait donc une dépression du métabolisme chez S. tuberosum qui permettrait à la cellule de ralentir son métabolisme pour maintenir sa vitalité. En plus des flux, les niveaux de pyridines nucléotides ont été mesurés puisque ceux-ci servent à réduire le Fe dans la stratégie 1. Les résultats démontrent des niveaux élevés des formes réduites de ces métabolites en déficience de Fe. L’ensemble des résultats obtenus indiquent qu’en déficience de Fe, il y a une baisse du métabolisme permettant à la cellule de s’adapter et survivre au stress.

Études de la réponse du métabolisme énergétique à la carence en fer dans les cultures cellulaires de Solanum tuberosum

Le fer est un micronutriment important pour la croissance et le développement des plantes. Il agit comme cofacteur pour plusieurs enzymes et il est important pour des processus tels que la photosynthèse et la respiration. Souvent, le Fe dans le sol n’est pas bio-disponible pour la plante. Les plantes ont développé des stratégies pour solubiliser le Fe du sol pour le rendre disponible et assimilable pour elles. Il y a deux stratégies, la première est caractéristique des dicotylédones et la seconde est caractéristique des monocotylédones. Le modèle utilisé dans cette étude est une culture cellulaire de Solanum tuberosum. Une partie de la recherche effectuée a permis la mesure d’activité et d’expression relative de certaines enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique et la fourniture de précurseurs pour la synthèse d’ADN : la Nucléoside diphosphate kinase, la Ribonucléotide reductase, la Glucose 6-phosphate déshydrogénase et la 6-Phosphogluconate déshydrogénase dans les cellules en présence ou en absence de Fe. Chez certains organismes, la déficience en Fe est associée à une perte de croissance qui est souvent liée à une diminution de la synthèse d’ADN. Chez les cultures de cellules de S. tuberosum, les résultats indiquent que la différence de biomasse observée entre les traitements n’est pas due à une variation de l’activité ou l’expression relative d’une de ces enzymes. En effet, aucune variation significative n’a été détectée entre les traitements (+/- Fe) pour l’activité ni l’expression relative de ces enzymes. Une autre partie de la recherche a permis d’évaluer l’activité des voies métaboliques impliquées dans la stratégie 1 utilisée par S. tuberosum. Cette stratégie consomme des métabolites énergétiques: de l’ATP pour solubiliser le Fe et du pouvoir réducteur (NAD(P)H), pour réduire le Fe3+ en Fe2+. Des études de flux métaboliques ont été faites afin d’étudier les remaniements du métabolisme carboné en déficience en Fe chez S. tuberosum. Ces études ont démontré une baisse du régime dans les différentes voies du métabolisme énergétique dans les cellules déficientes en Fe, notamment dans le flux glycolytique et le flux de C à travers la phosphoenolpyruvate carboxylase. En déficience de Fe il y aurait donc une dépression du métabolisme chez S. tuberosum qui permettrait à la cellule de ralentir son métabolisme pour maintenir sa vitalité. En plus des flux, les niveaux de pyridines nucléotides ont été mesurés puisque ceux-ci servent à réduire le Fe dans la stratégie 1. Les résultats démontrent des niveaux élevés des formes réduites de ces métabolites en déficience de Fe. L’ensemble des résultats obtenus indiquent qu’en déficience de Fe, il y a une baisse du métabolisme permettant à la cellule de s’adapter et survivre au stress.